浅埋隧道建设中双侧壁导坑法的应用

陈升油

中交第四航务工程局有限公司，广东 广州 510290

1 工程概况

某地隧道（左线816m、右线860m、最小净距18m）选址的地质情况以第四系孔隙水为主，基岩裂隙水，围岩分级为Ⅳ-Ⅴ级围岩，出口段浅埋、偏压，由此可见，施工中所遇问题多，危险系数大，此工程需做好安全防范。隧道采用分离式，其中左洞建筑限界（宽×高）为1500cm×500cm，右洞建筑限界（宽×高）为1500cm×500cm。采用灯光照明、机械通风，属浅埋中隧道。此地隧道右线暗洞K51+455～K51+475段隧道顶最小覆土厚度约3m，此段施工方法为双侧壁导坑法。

2 双侧壁导坑法施工原理

隧道浅埋双侧壁导坑法常规操作为在开挖的同时进行浇筑作业，通常会把隧道的施工面切为6个小断面，从各个方向进行作业，使其汇合成为完整的隧道。在作业间断可以暂时利用土层的自稳能力保持一定的稳定持重，也要及时利用钢架等做好防护，一定要注意中部的受力能力。如遇砂层等类似的地质，在施工中都可使用此法[1]。

3 双侧壁导坑法施工方法

施工遵循“管超前、严注浆、短步距、强支护、快封闭、勤测量”的原则，规范完成各部分的工作。作业时一定要处理好积水问题，对于雨水的情况做到检测及时、未雨绸缪、应对快速、反馈准确[2]。

3.1 土方开挖

（1）开挖步序。在1号导洞作业时，保证已做好相关支护工作。1号导洞超前2号导洞5m，再组织2号导洞的开挖作业，根据设计要求及时设置初期支护以及中隔壁，起到维持结构稳定的作用。1号导洞超前3号导洞15m，依然设置初支以及中隔壁，且此处还需增设中隔板，全面加强安全防护。3号导洞超前4号导洞5m，组织4号导洞的开挖并设初支和中隔壁。3号导洞超前5号导洞15m，进入5号导洞开挖环节时，应适时设置初支和中隔板。5号导洞超前6号导洞5m，有序地完成6号导洞的开挖作业，依然需设仰拱初期支护。可见，双侧壁导坑法开挖施工将整个范围划分为多个区域，有序推进施工进程。

各导洞及上下左右处均要有足够的安全间隔，目的在于给后续的铺垫工作提供充足的空间。按流程施工隧道，双侧壁导坑法纵向施工步骤具体如图1所示。

图1 双侧壁导坑法纵向施工步骤

（2）开挖导洞划分。在开挖洞室划分时要保证每个断面的大小差不多，每个洞室的面积控制在18m2左右，并且做好防护支撑。遇土层较薄弱的区域时，若采取的是台阶式开挖的方法，则需注重对台阶高度的控制，以2.5m为宜。拱脚处依靠方木及其他进行密实处理，还要开展注浆作业，以保证其固实稳定。

（3）土方开挖方法。上导洞每榀开挖前要做加固稳定作业，然后对核心土以环形的方式进行挖掘，并将其放置于台阶处，然后运往提升架处。对下导洞进行作业时，是否需要注浆加固可依据实际需要和地层情况来决定。土方开挖期间加强对单次开挖量的控制，避免超挖或欠挖的情况，使成型的轮廓可以满足形态和稳定性等方面的要求。每循环开挖进尺按0.5m控制，对开挖成型的台阶做刷坡处理，以免坍塌。施工现场地层的承载能力不足时，为了确保开挖台阶以及掌子面核心土的稳定性，需采取行之有效的加固措施。

3.2 锚喷支护

（1）初喷扫面。拱部开挖后要立刻做扫面处理及时封顶，以免长时间的外露引发损害。

首次喷射时要按照水泥和双液浆一样的比例配置液浆作业。使用高压风喷射作业检测好砂层的稳定性，如若需要，可在其表面加厚4cm左右[3]。

（2）钢架。钢架一定要达到标准规定，每节长度和重量也必须符合使用要求，一般长度控制在2.5m左右，重量控制在100kg，这样方便后期作业。对钢架进行组装时，要保证已经做好清洁工作且垫板放置到位，其纵向组装间隔要严格遵循标准距离，并做到每个洞统一。钢架间距确认无误后，可使用ϕ22mm钢管做焊接，并且做好焊接接头的后续处理工作[4]。

（3）挂网。双层铺设，采用ϕ6.5@150mm×150mm钢筋网片，网片裁切宽度为0.7m。挂网工序，先将外网捆扎在钢架拱背部位，然后进行钢架安装作业，钢架组装完毕后再进行内网捆扎。挂网铺设时，保证网片与钢架紧密坚固。

（4）超前导管。钢架组装成型后，在中间穿入超前导管，导管长度控制在2～3m，用ϕ32mm×3.25mm焊接钢管制成，在其顶部做切削处理，形成尖形并予以封口。打孔，但尾部500mm范围内予以保留，即该处不设溢浆孔。沿拱部、侧导洞中隔壁轮廓线有序将制作完成的超前导管设置到位，随后用棉纱封堵孔口，保证严密性，启用高压注浆泵，用该装置完成注浆作业，材料选用的是水泥、水玻璃双液浆。

（5）喷射混凝土。喷射混凝土要使用专业的喷护工具KS-7Z，其厚度和强度也要严格达到标准规范。在正式喷射混凝土前，对接茬部位做详细的清理，避免杂物附着。其作业时从下面展开，一层喷射完成后再往上喷射，不要漏喷，尽量做到严密紧实。下台阶作业不要忘记对前一台阶采取修护复喷，使其达到足够的整洁平滑。

4 土方开挖施工控制要点

（1）分步开挖，施工期间严格控制安全间隔。两个导洞的上下、左右间隔分别需达到5m以上、15m以上。做好每日施工统计，记录要明确详尽。分步施工要严格按照要求进行，保证每个洞的作业情况都达到设计规定。

（2）每个导洞作业都要使用台阶法循序渐进，避免一次作业过高影响地层稳定。

（3）注意把握每循环开挖进尺，开挖一榀支护一榀，使整个作业循环起来，减少土层外露时间，避免土体临空较长[5]。

（4）环形开挖要尤其注意掌子面的稳定情况，一定要预留核心土，并且保证其的高品质，一般核心土的预留大小都有规定，都要超过1m，这样才能起到有效的支撑作用，从而对掌子面形成保护。如作业时还发现土质疏松问题，其核心土还要做坚固工序，以此提高土质的质量，最终起到保护效果。

（5）合理规划，有序地将各部分的土方开挖工作落实到位，尽可能缩短土层的暴露时间。上层边导洞作业由下向上，先从拱脚开展，作业一段后要及时使用固沙剂，作业到拱顶后使用钢架做安全防护。上层中导洞作业一般会由外到内，两侧作业完毕清洁后再到拱顶，同时要注意避免两侧位置的过长暴露。

（6）土方开挖完毕做好面纱层的防护，使用固沙剂加固面纱层地层，使其稳定性得到进一步保障。

（7）及时注意开挖揭露地层的变化，发现问题及时处理，如若需要可对掌子面采取措施。每次循环作业时，都要进行注浆检查，并结合地质土层做出后续施工作业计划。

5 安全控制措施

（1）充分遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则，做到规范化施工，及时加强防护。

（2）以施工机具的性能、施工队伍的工作能力等为立足点，合理控制导坑开挖孔径以及台阶高度，形成相协调的作业关系。

（3）在围岩性质较差地段施工时，每循环纵向进尺以50cm为宜，其恰好等同于一榀工字钢的长度；在围岩性质较佳地段施工时，可以将该值调整为100cm，即对应的是二榀工字钢的长度。

（4）侧边开挖工作完成后，中央部分呈悬空的状态，且受开挖的扰动性影响，该部分缺乏稳定性，若未加强控制，则容易导致临时壁墙受损。对此，不宜采取爆破开挖的方法，且需要有效测量与控制。

（5）分多次逐步完成开挖作业，避免超欠挖。只有围岩达到稳定状态后，方可拆除临时侧壁墙。

（6）隧底两隅与侧墙联结处较为薄弱，该处应做到平顺开挖，不可出现应力集中的情况。部分膨胀性围岩的变形能力较强，容易出现大幅度的变形，此时可在两隅预先打入锚杆，起到加固的作用。

6 结束语

双侧壁导坑法在工程施工中一般会从6个面展开作业，因而其稳定性尤为重要，在实际施工中需要加强检测与控制，创设安全的施工环境，在安全的前提下高效完成隧道的建设工作。文章围绕双侧壁导坑法在隧道工程中的应用要点展开了探讨，旨在给类似工程提供参考。